来源：兵工科技
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近日，在中央电视台军事栏目报道中，国产新型第三代高级教练机教练-10再次吸引了大家关注的目光，在新出现的教练-10飞机上，出现了一款全新的衍射平显系统，仅从外观上看，它似乎比F-22和歼-20上采用的衍射平显设备技术更先进，充分体现出中国航电技术日新月异的飞速进步！
教练-10上新出现的新型国产衍射平显系统，它最大的外观特点就是上半部无边框
当中国衍射平显技术已经达到世界一流水平
目前， 先进的军用飞机配有平视显示/ 武器瞄准系统，也就是所谓的平视显示器即平显，英文名称为HUD。 平显采用高分辨率微型显示器作为图像源，通过特定的光学显示方法，将飞行安全、作战告警等信息叠加在座舱外景上，并呈现到飞行员正前方无穷远处。平显为飞行员快速提供关键信息，同时不用低头且不影响清晰观察外景，从而提高飞行员的反应速度，提升安全性，最重要的是平显既保留了光学平视特性，又与现代电子显示技术相结合，将飞机员需要的各种信息 （如起飞、着陆、导航） 直接呈现给飞行员，为飞机在恶劣气候环境下、全天候起飞、导航、作战和进场着陆提供有效的保障。机载平显技术的应用能够有效减轻飞行员的驾驶负担，提高人机工效，衍射平显系统主要由显示屏、光路系统、CRT和电子控制系统组成， 其中作为该系统最关键的部分——显示屏是用来解决透光和反光矛盾的， 它一方面将机外景物投射到驾驶员眼中；另一方面将CRT发出的光信息反射到驾驶员眼中， 这样机内、外光信息便组合成像于驾驶员的视野内。
虽然衍射平显系统的关键技术甚多，但通俗而言，最直观的核心技术有两个，一个是显示屏，一个是光源和光路系统。具体到技术原理而言，早期第四代战斗机，采用的是一种叫做金属氧化物膜显示屏（以下简称镀膜显示屏）的技术，是采用真空镀膜技术， 在平板玻璃上镀制金属氧化物膜而制成， 是平视显示器的第一代产品。从原理上讲：镀膜显示屏采取全光谱分光， 以现役某型军用飞机上的显示屏为例：透光率为 70%；反光率仅为26%。致使透光不强， 反光更弱。
目前，军用飞机上装备的镀膜显示屏存在如下主要问题：一是透光不强。由于显示屏镀膜，透光率低，使整个视场发暗， 影响对机外信息的获取，特别是在地面滑跑及夜航飞行时，问题就更加突出；二是反光率低。由于采取全光谱分光，仅使26%的光反射， 这样CRT发出的光波有74%被浪费， 再加上光学系统的损耗， 其光能利用率低于20%，于是在强光背景下， 特别是迎光飞行时， 由于反光太弱， 基本看不到CRT发出的信号， 平显系统几乎处于失效状态。可以设想，飞行员迎着太阳飞的时候，重要的平显突然看不见了，这对于空中格斗而言是非常不利的。打个比方，这就像是手机拿到大太阳底下，环境光强度太大，手机看不清了。当时只能采取一些修修补补的措施，比如提高CRT的光信号亮度，以弥补平显反光率不足，并采用飞行员手动和自动调节方式来调节CRT的光信号亮度，使之符合不同光照条件下飞行员的需要。但从技术角度讲，也有很多副作用，还会增加飞行员的飞行操作负担；同时增加了CRT的工作负担，使其故障率大幅增加，不得不频繁送修。
F-22的玻璃化座舱显示系统（包括衍射平显），从显示系统来看，F-22显然不如技术更新的F-35，甚至不如F-16的最新改型
而目前的第五代战斗机如F-22、F-35以及改进型第四代战斗机如F-16 Block 50/52，使用的是一种全新的全息衍射平显技术，全息显示屏是采用激光技术，用全息的方法制成的，它是镀膜显示屏的换代产品， 从原理上讲，全息显示屏采取窄带滤波分光，即根据CRT发出的光波曲线中所给出的主波长及波带宽的要求， 仅选择CRT发出的特定波长频段的光进行反射，其余波段的光均可透射，这样就可以实现高衍射率，即反光强，透光也强。以美国F-16改进型战斗机上的显示屏为例：透光率为80%；全光谱的反光率虽然很小，但针对CRT光的窄带反光率为80%。这样一来，全息平显就避免了第一代镀膜平显的弊端，即便在强光条件下，也有很好的衍射显示效果，极大提高了飞行员的作战便利程度。
而在光源和光路系统方面，传统的机载平显技术采用的是投射式光学显示原理，由一系列复杂的离轴透镜组成，系统体积和重量较大，影响着现代飞机功能和性能的进一步提升。目前如何进行系统减重，使其更加轻巧也是一个重要的发展方向和课题。
2016年珠海航展上洛阳光电所展出的全息屏幕显示技术样机系统
而我国的衍射平显，已经达到了世界领先水平。早在2016年的珠海航展上，航空工业洛阳光电设备研究所就展示了包括全息衍射平显在内的先进座舱综合显示控制系统。可以说，F-22有的技术我们也已经有了。所以在国产第五代战斗机歼-20上，我们已经可以看到与F-22以及在2016年珠海航展上展出的样机外形相似的第二代衍射平显产品。
教练-10的新平显似乎更先进
然而从教练-10此次曝光的新平显来看，与歼-20以及珠海航展上展出的样机相比又有了新的不同——衍射平显显示器上部的原先较窄的上半部黑色边框彻底消失，变成了无边框衍射平显。这一外形变化或许表明，教练-10正在试装一种全新的衍射平显系统，而此前，教练-10的此前批次甚至没有安装第二代衍射平显系统。从技术角度看，教练-10的新平显更轻薄，外形更科幻，可以判断其在系统减重和显示性能方面肯定又有新的进步，比起歼-20现有的的衍射平显系统设备，似乎综合性能更为优越。这表明我国在衍射平显系统技术方面，百尺竿头更进一步，距离世界领先水平又近了一步。
那么大家可能要问了，为什么新的衍射平显系统不在歼-20上率先采用，而是先出现在教练-10上呢？
可以看到歼-20的座舱衍射平显系统采用窄边框，外形与2016年珠海航展上洛阳光电所展出的样机非常相似
实际上教练-10作为我国第一种第三代高级教练机，是目前我国教练机队中综合性能最为先进的型号，被普遍认为担负着为歼-20第五代战斗机培养飞行员的重任，它的航电和座舱系统当然水平越高、与第五代战斗机座舱系统越接近越好，越有利于飞行员培养成才和更快适应第五代战斗机的改装过渡。所以，在教练-10上试用这种最新的衍射平显系统其实并不奇怪。而随着歼-20的不断更新升级，这种先进的衍射平显系统如果在实际操作中证明确实综合性能良好、口碑上佳，完全可能随后就出现在歼-20的座舱系统内。
结语
教练-10采用全新国产衍射平显系统，体现出的是我国在战斗机机载座舱系统技术领域突飞猛进的发展，可以说用了仅仅十几年时间就走完了西方先进国家用三四十年时间才走完的路，从本世纪初我们尚在采用人家上世纪70/80年代就已经开始列装的第一代衍射平显技术，到现在我们已经突破并改进了第二代衍射平显技术，已经达到甚至超过了F-22和F-35的水准，中国的机载座舱系统技术实现了“弯道超车”。这一可喜的进步无疑值得我们骄傲和自豪。
